用于快速泵排量配置的系統(tǒng)、設(shè)備和方法技術(shù)方案

一種用于改變泵排量配置的系統(tǒng)，其包括提供低壓流體給泵的攪拌機(jī)。所述泵包括動(dòng)力端和流體端，其中所述流體端包括許多柱塞。所述系統(tǒng)包括將所述動(dòng)力端與可選擇的所述柱塞的子集耦合的致動(dòng)器。所述系統(tǒng)還包括根據(jù)工作泵送速率、工作泵送壓力和/或流體端故障事件指示器選擇所述柱塞的子集的控制器。所述控制器還命令所述致動(dòng)器將所選擇的所述柱塞的子集耦合至所述動(dòng)力端。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】
技術(shù)介紹
本部分的陳述僅提供與本公開內(nèi)容相關(guān)的背景信息且不可構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)。
通常涉及正排量泵且更具體但不唯一地涉及高壓正排量泵。使用具有若干泵缸的正排量泵的操作不時(shí)遇到高壓情況、泵送系統(tǒng)內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)泵的故障或另外執(zhí)行在相同泵送操作內(nèi)需要一系列流體速率及壓力的泵送操作。在本領(lǐng)域中改變泵的排量包括使用具有多級(jí)變速的泵、對需要泵的大規(guī)模拆卸的泵執(zhí)行操作，及/或在高壓泵送操作期間使人員暴露于處理鐵或其它流體管道。在某些情況下，包括油田泵送應(yīng)用，在泵送操作期間長時(shí)間停止泵送可能對泵送操作的成功不利。所以，在此領(lǐng)域需要進(jìn)一步的技術(shù)開發(fā)。專利技術(shù)概要一個(gè)實(shí)施方案是用于在泵送期間快速改變特定泵排量的獨(dú)特方法。其它實(shí)施方案包括將泵流體端的部分與泵動(dòng)力端快速連接或分離的獨(dú)特方法、系統(tǒng)和設(shè)備。應(yīng)從下文描述和附圖中了解其它實(shí)施方案、形式、目的、特征、優(yōu)點(diǎn)、方面和好處。 附圖簡述圖I是用于快速泵排量配置的系統(tǒng)的示意圖。圖2是用于將短桿耦合至柱塞的致動(dòng)器的示意圖。圖3是用于將短桿耦合至柱塞的另一致動(dòng)器的示意圖。圖4A是用于將短桿耦合至柱塞的另一致動(dòng)器的示意圖。圖4B是耦合至柱塞接合齒的齒狀物的示意圖，所述柱塞接合齒耦合至短桿。圖4C是耦合至旋轉(zhuǎn)超過耦合至短桿的齒狀物的柱塞的齒狀物的示意圖。圖4D是耦合至柱塞的齒狀物的示意圖，所述柱塞用耦合至短桿的齒狀物鎖定。圖5A是處于接合位置的用于將短桿耦合至柱塞的另一致動(dòng)器的示意圖。圖5B是處于脫離位置的用于將短桿耦合至柱塞的致動(dòng)器的示意圖。圖6A是處于接合位置的用于在將短桿耦合至柱塞的另一致動(dòng)器的側(cè)視圖的示意圖。圖6B是處于接合位置的用于將短桿耦合至柱塞的致動(dòng)器的透視圖的示意圖。圖6C是處于脫離位置的用于將短桿耦合至柱塞的致動(dòng)器的側(cè)視圖的示意圖。圖6D是處于脫離位置的用于將短桿耦合至柱塞的致動(dòng)器的透視圖的示意圖。具體實(shí)施例方式為了促進(jìn)對本專利技術(shù)的原理的理解，現(xiàn)參考圖中所示的實(shí)施方案并且將使用特定語言描述所述實(shí)施方案。但是，應(yīng)了解不由此旨在限制本專利技術(shù)的范圍，本文中涵蓋如與本專利技術(shù)相關(guān)的本領(lǐng)域技術(shù)人員通常能夠想到的、所說明的實(shí)施方案的任意變更和進(jìn)一步修改以及如其中所說明的本專利技術(shù)的原理的任意其它應(yīng)用。參考附圖說明圖1，系統(tǒng)100包括提供低壓流體到泵104的攪拌機(jī)102。如本文中所使用的低壓流體是在被泵加壓前位于泵的低壓側(cè)上的流體。低壓流體可通過攪拌機(jī)102或其它輸送裝置加壓并且可具有明顯大于環(huán)境壓力的壓力。低壓流體輸送裝置的非限制性實(shí)施例包括離心泵和重力給料裝置。泵104包括動(dòng)力端106和具有許多柱塞110的流體端108。動(dòng)力端106可以是本領(lǐng)域中已知的任意泵動(dòng)力機(jī)構(gòu)或機(jī)構(gòu)組合，至少包括從另一裝置(例如，從動(dòng)力輸出軸)接收動(dòng)力的內(nèi)燃機(jī)、液壓系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)和/或機(jī)械系統(tǒng)。流體端108接收低壓流體并且提供加壓流體。流體端108包括本領(lǐng)域已知的活塞、泵缸、柱塞110和/或其它正向加壓裝置。系統(tǒng)100包括將動(dòng)力端耦合至可選擇的柱塞110子集的致動(dòng)器112。可選擇的子集包括從零柱塞110 (即，動(dòng)力端從流體端上分離)到所有柱塞110的任意數(shù)量的柱塞110。示例性流體端108包括第一組柱塞IlOa和第 二組柱塞IlOb且當(dāng)運(yùn)行任一組柱塞110a、IlOb時(shí)，流體端108運(yùn)行為三級(jí)泵且當(dāng)運(yùn)行兩組柱塞IlOaUlOb時(shí)運(yùn)行為六級(jí)流體端。在圖I所示的位置中，第一組柱塞IlOa耦合至動(dòng)力端106且第二組柱塞IlOb從動(dòng)力端106脫離。第二組柱塞IlOb例如通過偏壓構(gòu)件(彈簧等)從動(dòng)力端回縮或(例如，通過接合凹口的銷，未示出)機(jī)械固持使得短桿114的循環(huán)不會(huì)對第二組柱塞IlOb產(chǎn)生影響。在示例性實(shí)施方案中，第一組三個(gè)柱塞IlOa包括第一特定排量(例如，針對動(dòng)力端106的每次旋轉(zhuǎn)由柱塞IlOa輸送的流體量)和第二組三個(gè)柱塞IlOb包括第二特定排量。在某些實(shí)施方案中，系統(tǒng)100還包括針對泵排量的快速配置執(zhí)行某些操作的控制器116。在某些實(shí)施方案中，控制器形成包括具有存儲(chǔ)器、處理和通信硬件的一個(gè)或多個(gè)計(jì)算裝置的處理子系統(tǒng)的一部分?？刂破?16可以是單個(gè)裝置或分布裝置且控制器的功能可通過硬件或軟件執(zhí)行?？刂破?16的某些操作可由操作者手動(dòng)執(zhí)行或通過開關(guān)、杠桿及其它輸入提供為至控制器116的操作者輸入。控制器116的某些操作可通過計(jì)算機(jī)響應(yīng)提供在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上的指令而執(zhí)行?？刂破?16根據(jù)工作泵送速率、工作泵送壓力和/或流體端故障事件指示器選擇柱塞110的子集。例如，工作泵送速率和/或工作泵送壓力可由操作者根據(jù)工作設(shè)計(jì)提供給控制器116，且控制器116響應(yīng)工作泵送速率和壓力選擇柱塞110的子集。柱塞110可以是不同大小，例如第一組柱塞IlOa可以是較低速率較高壓力應(yīng)用中所使用的較小柱塞且第二組柱塞IlOb可以是較高速率較高壓力應(yīng)用中所使用的較大柱塞?？刂破?16通過本領(lǐng)域已知的任意方法確定工作泵送速率和/或壓力，包括至少根據(jù)傳感器、存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上的軟件值、由開關(guān)或電子輸入提供的值、提供在數(shù)據(jù)鏈路上的值和/或提供作為諸如泵送速率命令或最大壓力限制的輸入的值探測速率和壓力。在所提供的實(shí)施例中，控制器116選擇第一組柱塞110a、第二組柱塞IlOb或兩組柱塞110a、110b。從將流體平穩(wěn)輸送出泵104的角度來看需要利用三柱塞的組。但是，控制器116可選擇任意數(shù)量的柱塞110。例如，在工作壓力和動(dòng)力端106的可用動(dòng)力需要時(shí)，選擇單個(gè)柱塞110。控制器116可在選擇柱塞110前執(zhí)行本領(lǐng)域已知的任意成本或效益分析，包括確定如果泵104完全無法用于輸送流體，是否會(huì)發(fā)生工作故障；確定響應(yīng)名義外泵送條件而發(fā)生的空化程度或壓力脈動(dòng)；確定任意用戶重寫值(例如，用戶命令指示控制器116在任意情況下輸送流體或若三柱塞110組無法使用，那么停止泵送)。在某些實(shí)施方案中，控制器116可響應(yīng)偵測到的特定柱塞110或與特定柱塞110相關(guān)的流體端108的相關(guān)閥門(未示出)或其它組件的故障條件而取消特定柱塞的選擇。控制器116還響應(yīng)所選擇的柱塞110子集提供致動(dòng)命令。在某些實(shí)施方案中，致動(dòng)命令是將所選擇的柱塞110稱合至動(dòng)力纟而106并將未選擇的柱塞110從動(dòng)力纟而106解奉禹的致動(dòng)器112的直接控制(例如，液壓、電、氣動(dòng)或數(shù)據(jù)鏈路命令)。致動(dòng)命令可以是本領(lǐng)域中已知的用于實(shí)現(xiàn)致動(dòng)器112的適當(dāng)移動(dòng)的任意致動(dòng)命令，至少包括操作者可見的指示操作者應(yīng)將哪個(gè)柱塞110耦合至動(dòng)力端106或從動(dòng)力端106解耦的顯示值。在某些實(shí)施方案中，致動(dòng)命令可通過基于泵送速率的預(yù)定值提供，例如存儲(chǔ)在泵附近、根據(jù)將由泵104提供的泵送速率指示應(yīng)將哪個(gè)柱塞110耦合及解耦的書面表格。存儲(chǔ)在與泵104相關(guān)的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上的書面表格和/或任意數(shù)據(jù)可根據(jù)泵104的條件更新一例如根據(jù)目前安裝在泵104上的柱塞110的大小。控制器116還根據(jù)所確定的事件選擇柱塞子集。所確定的事件包括本領(lǐng)域中已知的受特定排量影響的任意事件(即，針對動(dòng)力端106-例如，動(dòng)力端的機(jī)軸118的每次旋轉(zhuǎn)從泵中輸送的流體量)。示例性所確定的事件包括過壓事件、高壓事件、低壓事件、泵故障事件、柱塞故障事件、維修事件、泵啟動(dòng)事件、空化事件、攪拌機(jī)故障事件和/或低壓流體輸送故障事件。高壓事件包括系統(tǒng)100中高于本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】

【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】2010.03.26 US 12/732,2651.一種方法，其包括 以泵的動(dòng)力端的旋轉(zhuǎn)從具有第一多個(gè)柱塞的正排量泵泵送第一排量的流體； 將所述第一多個(gè)柱塞改變?yōu)榈诙鄠€(gè)柱塞；和 以所述泵的所述動(dòng)力端的旋轉(zhuǎn)從具有所述第二多個(gè)柱塞的所述正排量泵泵送第二排量的所述流體。2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中所述改變包括從一組三個(gè)柱塞轉(zhuǎn)換為第二組三個(gè)柱塞O3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中所述改變包括添加一組三個(gè)柱塞或從所述第一多個(gè)柱塞中減去一組三個(gè)柱塞之一。4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其還包括確定泵送壓力已增大超過閾值及響應(yīng)所述泵送壓力增大超過所述閾值而執(zhí)行所述改變。5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中所述變化遠(yuǎn)程執(zhí)行。6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中所述泵還包括具有第一特定排量的第一組柱塞和具有第二特定排量的第二組柱塞。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中所述改變還包括選擇所述第一組柱塞、所述第二組柱塞和兩組柱塞之一。8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其還包括用所述第一多個(gè)柱塞在泵送操作進(jìn)行時(shí)啟動(dòng)所述泵，及在所述泵啟動(dòng)后將柱塞數(shù)量增加為所述第二多個(gè)柱塞。9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中所述改變包括小于選自由五秒、十秒、三十秒和六十秒組成的改變時(shí)間值的時(shí)間的改變時(shí)間值。10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中所述改變在不停止所述泵的泵送操作的情況下執(zhí)行。11.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其還包括提供壓力脈沖給井下裝置。12.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其還包括在所述改變之后將所述第一多個(gè)柱塞固持在相距所述動(dòng)力端的最回縮位置上。13.—種設(shè)備,其包括 泵，其具有動(dòng)力端和包括多個(gè)柱塞的流體端； 致動(dòng)器，其被構(gòu)造成將所述動(dòng)力端與可選擇數(shù)量的所述柱塞耦合； 控制器，其被構(gòu)造成根據(jù)工作泵送速率和工作泵送壓力的至少一個(gè)選擇所述柱塞的數(shù)量，并且響應(yīng)所選擇數(shù)量的所述柱塞提供致動(dòng)命令。14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其中所述泵包括兩組三個(gè)柱塞，且其中所述可選擇數(shù)量的所述柱塞包括第一組三個(gè)柱塞、第二組三個(gè)柱塞和兩組三個(gè)柱塞。15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其中所述控制器還被構(gòu)造成根據(jù)選自由過壓事件、高壓事件、低壓事件、泵故障事件、柱塞故障事件、維修事件、泵啟動(dòng)事件、空化事件、攪拌機(jī)故障事件和低壓流體輸送故障事件組成的事件的事件選擇所述柱塞的數(shù)量。16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其中所述致動(dòng)器包括接合槽中的滾珠和成形止動(dòng)器之一的滑動(dòng)套管。17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的設(shè)備，其中所述致動(dòng)器還包括接合所述滾珠、所述成形止動(dòng)器和所述滑動(dòng)套管的至少一個(gè)的鍵或位移桿之一。18.根據(jù)權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其中所述致動(dòng)器包括在第一接合位置上將夾具耦合至短桿的第一銷和在第二接合位置上將所述夾具固定至所述流體端的靜止部分的第二銷，其中所述控制器接合所述第一銷以將所述動(dòng)力端耦合至所選擇的柱塞并且接合所述第二銷以將所述動(dòng)力端從所述所選擇的柱塞上解耦。19.根據(jù)權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其中所述致動(dòng)器包括短桿上選擇性地接合柱塞軸上的第二多個(gè)齒狀物的第一多個(gè)齒狀物。20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的設(shè)備，其還包括接合選擇性地脫離所述第一多個(gè)齒狀物和所述第二多個(gè)齒狀物的螺旋齒輪的銷。21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的設(shè)備，其中所述銷還選擇性地將所述柱塞軸固持在相距所述短桿的最回縮位置上。22.根據(jù)權(quán)利要求1...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：E·勒格莫爾斯，R·盧哈魯卡，
申請(專利權(quán))人：普拉德研究及開發(fā)股份有限公司，
類型：
國別省市：